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随着麻山药需求量的日益增长,河北地区种植麻山药的规模越来越大,麻山药收获的方式逐渐趋向机械化。通过分析国内外根茎类收获机械的研究现状,结合河北省保定市麻山药的种植模式,设计了一种适合于保定地区的麻山药收获机,该机可以一次性完成链刀装置开沟、振动装置松土和排土装置排土等作业。本文基于麻山药收获的实际需求,对麻山药收获机振动松土装置进行了设计与分析,并进行了麻山药收获机的田间试验。论文主要研究内容如下: 为了测试麻山药根茎的力学特性,利用上海衡翼精密仪器有限公司生产的HY-0580型微机电子万能力学试验机进行拉伸、压缩和弯曲试验。试验结果表明:麻山药中“紫药”根茎的抗拉强度平均值为0.647MPa;抗压强度平均值为0.226MPa;抗弯强度平均值为3.667MPa。通过分析试验结果得知:麻山药根茎最易受压缩破碎,抗拉性比较差,抵抗弯曲破坏变形能力较强。机械化收获时,应尽量减少麻山药根茎受到的压缩和拉伸作用力,以减少麻山药根茎的损伤率。 调研了河北麻山药种植和收获的基本模式,结合麻山药收获农艺需求和当前收获模式存在的问题,确定了振动松土装置的设计方案,采用二维参数化草图和三维特征模型关联设计方法进行振动松土装置的设计。对麻山药振动松土机构进行运动学分析,建立振动松土机构的位移方程、速度方程和加速度方程,并进行动力学分析。通过分析得知,偏心轮上偏心距的大小会影响振动松土铲的振幅、角速度和角加速度。 通过Solidworks软件建立了三维模型。麻山药收获机的前进速度3m/min,偏心轮转动速度540r/min时,对偏心距分别为30mm、40mm和50mm时,运用ADAMS软件运动仿真分析。综合考虑振幅和角加速度,当偏心距为50mm时工作效果最好,此时振动松土铲的振幅为53mm,角加速度为30000deg/sec2。计算得知振动松土铲作用于麻山药根茎上的最大挤压强度为0.007MPa,而麻山药根茎极限抗挤压强度为0.226MPa。通过对比可知:麻山药收获机振动松土装置的设计是合理的。 进行麻山药收获机的田间试验,试验结果表明:麻山药收获机总的损伤率为3.5%,满足企业标准《Q/JL001-2016麻山药收获机》。